美国国防部高级研究计划局(DARPA)是美国国防部下属的研究机构，该机构正在资助科学家们发明一种方法，旨在利用人类大脑基因工程、纳米技术
美国国防部高级研究计划局(DARPA)是美国国防部下属的研究机构，该机构正在资助科学家们发明一种方法，旨在利用人类大脑基因工程、纳米技术和红外光束等工具即时读取士兵的思维，最终目标是制造出用思想控制的武器，例如只需要思考就可以控制的一群无人机，或者可以将图像从一个大脑传到另一个大脑的技术。
上周，美国国防高级研究计划局(DARPA)宣布，六个研究小组将接受新一代非手术神经技术(N3)项目的资助。研究小组的任务是开发一种可以为人脑和机器之间的快速、无缝沟通提供一个双向通道、同时不需要进行手术的技术。
领导其中一个团队的莱斯大学(Rice University)生物工程学助理教授雅各布·罗宾逊(Jacob Robinson)说：“想象一下，有人在操纵无人机，有人可能在分析大量数据。”
“我们现在的沟通方式存在着延迟，如果我想与我的电脑沟通，我必须要从我的大脑发送信号去移动我的手指，或移动我的嘴去做出口头命令，这就限制了我和网络系统或者物理系统之间的交流速度。所以我们认为也许我们可以提高这种互动交流的速度。”
罗宾逊说，在智能机器和大量信息泛滥的今天，这对人类来说可能尤其重要，而且最终可能会在军事和民用领域得到应用。
突破精神控制
尽管我们向大脑读取甚至写入信息的能力已经有了突破，但这些进展通常依赖于大脑植入物，这些大脑植入物通常通过手术植入患者大脑内，让医生得以监控癫痫等病症。
而这种接口在健康人身上无法得到证实，因为脑部手术的风险实在是太大了;但另一方面，目前的外部脑监测方法，如脑电图(EEG)——将电极直接附着在头皮上——又太不准确了。因此，DARPA正试图在无创或微创脑-机接口(BCIs)方面推动突破。
罗宾逊说，该机构目前对一种系统非常感兴趣，这个系统能对特定大脑区域中的16个独立位置进行读写(这个特定大脑区域约为豌豆大小)，并且在4年时间里的滞后时间不会超过50毫秒。罗宾逊对这项挑战的规模并不抱有太多幻想。
他说：“当你试图通过头骨来捕捉大脑活动时，你很难知道信号来自哪里，信号在什么时候在哪里产生，所以我们最大的挑战是，我们能在空间和时间上突破解决方案的绝对极限吗?”
从基因上改变人类的大脑
为了做到这一点，罗宾逊的团队计划使用经过修改的病毒(病毒载体)来将遗传物质传递到大脑细胞中，这种病毒会将DNA插入特定的神经元中，使它们产生两种蛋白质。
第一种蛋白质会在神经元放电时吸收光，这将使得研究人员得以检测神经活动。研究人员研发的一种外部耳机会发出一束可以穿过头骨进入大脑的红外光，安装在耳机上的探测器将测量脑组织反射的微小信号，从而生成大脑的图像。当神经元放电时，目标区域就会显得更暗(蛋白质吸收光线)，我们就可以据此解读大脑活动，判断一个人在看、听或试图做什么。
第二种蛋白质与磁性纳米颗粒子相连，因此当耳机产生磁场时，神经元会受到磁刺激，然后放电。这可以用于刺激神经元，从而在病人的大脑中产生图像或声音。作为概念验证，该小组计划使用该系统将多个图像从一个人的视觉皮层传输到另一个人的视觉皮层。
罗宾逊说：“我们已经能够很好地解释或者制造感官体验了。在这个最前沿的科学领域，我认为如果我们有技术可以做到这一点的话，我们就能做到。”
和无人机说话
来自非营利研究机构Battelle 的一个小组正在挑战一个更有野心的目标。该组织希望人类能够单独利用思维控制多架无人机，有关加速度和位置等信息会直接反馈到大脑。
领导该研究小组的资深科学家高拉夫·夏尔马(Gaurav Sharma)说：“操纵杆和电脑光标或多或少都是单向设备，但现在我们考虑的是一个人控制多架无人机，这是双向的，所以如果无人机向左移动，你的大脑就会收到一个感官信号，告诉你它在向左移动。”
该小组的计划依赖于具有磁芯和压电外壳的特殊纳米粒子，这意味着外壳可以将机械能和电能相互转化。粒子将通过注射或鼻腔注射的方式进入大脑，磁场将引导它们到达特定的神经元。
当特殊设计的耳机向目标神经元施加磁场时，磁芯会移动，并对外壳施加压力，从而产生电脉冲，使神经元放电。这个过程也可以反向进行，放电神经元发出的电脉冲会转换成微小的磁场，被耳机中的探测器接收。
夏尔马承认，将这一过程转化为控制无人机的信号并不简单，但他很享受DARPA提出的挑战。他说：“大脑是医学的最后一个前沿领域，我们对它知之甚少，这就是为什么在这个领域做研究非常令人兴奋。”
